Arzenové bakterie: Mnoho povyku pro nic?

„Nová forma života“ nebo dokonce „mimozemský život“ hlásaly novinové titulky na začátku prosince po zveřejnění studie NASA. Tým vědců v kalifornském jezeře Mono objevil bakterii schopnou růst i ve vysokých koncentracích jinak toxického arsenu. Vědci tvrdí, že je tato bakterie schopna arzenem nahradit i atomy fosforu v DNA. Odborníci z Přírodovědecké fakulty Karlovy univerzity jsou však k novému objevu mnohem skeptičtější a shodují se, že na přepisování učebnic biologie je příliš brzy.

Podle zveřejněné studie umí nově objevená bakterie zaměnit arzen i fosfor – prvky, které mají mnoho společného, například jsou schopné vytvářet podobné sloučeniny. Fosfor je nicméně mnohem rozšířenější a má důležitou roli ve stavbě živých organismů. Arzen je naopak považován za symbol jedovatosti. „Málokterá anglická detektivka se bez něj obejde,“ říká s úsměvem chemik Petr Štěpnička. Ale i fosfor dokáže být životu nebezpečný, ne nadarmo se některé jeho sloučeniny a formy používají jako pesticid nebo bojové látky.

Štěpnička také uvedl, že první úspěšné pokusy nahradit fosfor arzenem v důležitých organických sloučeninách byly provedeny už v 80. letech 20. století. Otázkou však podle něj zůstává, jestli je takto upravená sloučenina, jejíž vazby mají už trochu jiné vlastnosti, pro buňku stále stejně užitečná, například k uložení energie. I v případě zabudování arzenu do DNA má proto pochybnosti a ani studie NASA podle něj uspokojivou odpověď nepřináší.

Už dříve se zjistilo, že některé mikroorganismy dokáží sloučeniny arzenu uvolňovat z minerálů a využívat je k získávání energie. Jak na přednášce uvedl geochemik Petr Drahota, děje se tak zejména v místech vysoké koncentrace arsenu vlivem vulkanické činnosti a doprovázející ložiska rud. I v Čechách najdeme taková místa, Petr Drahota hovořil zejména o obci Mokrsek u Slapské přehrady, kde hodnoty arzenu ve vodě překračují limit pro pitnou vodu až 200krát.

Mnoho nezodpovězených otázek

Také jezero Mono v Kalifornii se nachází v oblasti doznívající sopečné činnosti a kde je vyšší koncentrace arzenu. Proto vědecký tým Felisy Wolfeové-Simonové hledal život založený na tomto prvku právě tam. „Při pokusu, během něhož byla zvyšována koncentrace arzenu a naopak snižována koncentrace fosforu, našli vědci bakterii GFAJ-1“, představuje výzkumnou práci mikrobiolog Ivo Konopásek. Tato bakterie podle Konopáskových slov přitom není nijak zvláštní, naopak podle DNA patří do velmi rozšířené skupiny odolných bakterií Halomonadaceae. Pozoruhodná je až skutečnost, že i za podmínek s minimem fosforu a za vysoké koncentrace arzenu je schopna růst, přestože roste pomaleji a vytváří větší buňky, než je tomu za běžných okolností.

Mechanismus, jak buňka s arzenem nakládá, ale američtí vědci nepopsali, říká Ivo Konopásek. Jedná se podle něj spíše o spekulace a ani samotná práce se neobešla bez chyb a nejasností. Není proto divu, že se poslední dobou objevují i další komentáře zpochybňující studii a jí zjištěnou přítomnost arzenu v DNA.

Podle Konopáska by nahrazení fosforu arzenem v základních buněčných sloučeninách vyžadovalo přizpůsobení stovek bílkovin podílejících se na jejich tvorbě. „Arzen je fosforu pouze podobný, ale ne jednoduše zaměnitelný,“ připomíná. A to by zase vyžadovalo dlouhou evoluci, na jejímž konci by pravděpodobně byla bakterie zcela nepodobná těm, které známe. V případě, že by nebylo žádné přizpůsobení třeba, stejnou schopnost by mělo mít i mnoho jiných bakterií, vyjmenovává Konopásek důvody své skepse. Navíc podle něj autoři studie dostatečně nezdůvodnili, proč by měly být vzniklé arzenové sloučeniny dostatečně stabilní. Pokud by látky reagovaly za jiných než běžných podmínek, je tu opět otázka dostatečného přizpůsobení bílkovin podílejících se na daných chemických reakcích. „Dostáváme se do smyčky, která není příliš řešitelná,“ uzavírá Konopásek.

---

reklama

---